Aurélie 05/02/08
 

 

Atomistique : ion moléculaire H2+ : concours technicien ministère des finances 02

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Donner le nom, le symbole, les valeurs possibles et la signification des nombres quantiques des états électroniques d 'un atome.

Quelles sont leurs valeurs pour l'atome d'hydrogène pris dans son état de plus basse énergie ?

n=1 ; l=0 ; m=0 ; s = ½


Soit l'ion moléculaire H2+ :

L'énergie de liaison des nucléons est voisine de 257 kJ.mol-l.

Rappeler la définition de l'électron-volt. (eV)

Energie acquise par un électron partant du repos et accéléré par une tension de 1 V.

1 eV = 1,6 10-19 J.


Calculer cette énergie en eV par molécule.

E= 257 000 / 1,6 10-19 =1,61 1024 eV/mol.

dans une mole il y a NA = 6,02 1023 molécules.

1,61 1024 / 6,02 1023 = 2,67 eV.

Quelle est la longueur d'onde du rayonnement capable de rompre la liaison ?

E = hc/l soit l = hc/E.

constante de Planck h = 6,63.10-34 J s ; célérité de la lumière c = 3 108 m/s.

E = 2,67 * 1,6 10-19 =4,27 10-19 J.

l =6,63.10-34 * 3 108/4,27 10-19 =4,66 10-7 m = 466 nm. ( lumière visible, bleue)





Représenter le diagramme des orbitales moléculaires de cet ion.

 Règles d'élaboration des diagrammes moléculaires :

Les orbitale atomiques de même symétrie et d'énergie proche sont combinées. Il en résulte un nombre d'orbitale moléculaire (OM) égal au nombre d'orbitale atomique ( OA) de départ.

* placer les OA des deux atomes de part et d'autre d'un espace destiné au tracé des OM. Si deux atomes ne sont pas identiques, les OA n'ont pas la même énergie : l'atome le plus électronégatif est celui dont les OA sont situées le plus bas.

* connaître les liaisons :

  • la liaison s vient de l'interaction des OA s-s, ou s-pz ou pz-pz.
  • la liaison p vient de l'interaction des OA px-px ou py-py
toutes les autres interactions ne donnent rien, le recouvrement étant nul.

* trouver les positions des OM par rapport aux OA :

  • on ne raisonne que sur les électrons de valence
  • les OM liantes sont au dessous des OA ; les OM antiliantes sont au dessus des OA. (l'OM antiliante du haut est plus haut que la liante du bas n'est en bas.)
la séparation énergétique est d'autant plus forte que les OA se recouvrent bien et ont des niveaux d'énergies proches.

Règles à respecter pour placer les électrons sur ce diagramme :

Placer les électrons dans les niveaux de plus basse énergie.

Remplir le maximum d'orbitales dégénérées avec un électron, puis constituer des doublets.

Quel est l'indice de liaison ?

Indice de liaison dans H2+ : 1 électrons dans les OM liantes et 0 dans les OM anti-liantes

n = (1-0)/2 = 0,5.

 

 







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